Smart3D系列教程4之 《案例實戰演練1——小物件的照片三維重建》


一、前言

Wish3D出品的Smart3D系列教程已經推出3講了,分別是關於傾斜攝影三維建模原理應用、照片采集技巧、Smart3D各個功能模塊的作用,它們都是圍繞Smart3D建模軟件進行的講解。那么,在這次的第四講中,我們將通過實際建模操作,圍繞小物件照片的三維重建來說明Smart3D建模軟件的處理流程。

二、工具材料

Smart3D建模軟件、手機、茶葉罐、報紙

三、方法步驟

(一)拍照

本次實戰演練是關於小物件的照片三維重建,基於較好的建模效果,我們需要選擇一個有色彩識別度且不透明的小物件,因此選擇了身邊符合條件的茶葉罐。如下圖所示:

這里看到茶葉罐是放置在透明玻璃茶幾上的,大家知道透明的物體是不能參與重建的,因為其不反射任何的光源波段,對照片重建有一定的阻礙作用。加上需要對建模物體加上一個位置參考,可以在茶葉罐的下面墊了張報紙。

接下來,開始通過手機照相機圍繞茶葉罐開始環拍了。一般來說,連續影像之間的重疊部分應該超過60%。物體的同一部分的不同拍攝點間的分隔應該小於15度。對於簡單的小物件,單反或手機拍攝可以環繞式地從物體周圍均勻分隔地采集影像。為了保留更多的物體細節,需要保證一定的重疊度,這次是手握手機在同一高度,圍繞茶葉罐每隔半步攝取一張照片,一共有27張相片,大致示意圖如下:

更多的照片采集要求及技巧可以參考Smart3D系列教程2 《為什么三維重建效果這么差?——探探那些被忽略的拍照要求和技巧》 關注wish3d微信公眾號查看歷史消息

照片采集結束,將手機里的相應相片導入到電腦中,新建工程文件夾,如下圖:

檢查一下茶葉罐還有哪些部位沒被拍到或者角度重疊度異常,若有問題,返回補拍,若一切正常,那么到這一步,三維重建中的照片采集任務就完成了,下面就該轉移到軟件操作中去了。

(二)三維重建

添加照片

打開ContextCaputure Master,添加之前拍攝的全部照片:

添加完畢,結果如圖:

照片導入之后需要對影像組進行檢查,看看是否有丟失的照片,操作如下圖:

影像組照片檢查正常,否則就需要重新整理下原始照片了: 

進入3D view板塊檢查照片位置是否正確: 

控制點和連接點可以在這一步中添加,由於茶葉罐屬於小物件,這里就先不加了。

空三運算

一切檢查無誤之后,回到General板塊,點擊提交空三按鈕: 

輸入空三名稱:

選擇定位模式,默認是選用照片的定位數據,這項主要適用於航拍的大范圍,針對小物件這里選擇第二種自動定位:

其他的參數大多數情況都是默認當前狀態:

最后點擊提交按鈕,准備空三處理:

接着需要打開引擎,空三運算處理這才正式開始:

26張片子大概幾分鍾就可以空三處理完畢,General板塊可以看到空三結果精度報告,如下圖:

這時可以看到,影像組里的照片都已定位成功: 

3D view版塊中,可以看到照片和模型的相對位置示意圖,並且點擊照片可以預覽到照片和在模型中的范圍: 

重建生成

空三處理完畢無誤之后,回到General板塊,點擊提交重建按鈕: 

准備生成模型:

這邊提一下上圖的Spatial framework板塊,這里面可以將數據分塊生成,加快了處理速度,這次生成的是小物件模型,無需分塊,在大面積的航拍數據,尤其是集群處理時,需要做到規則分塊,使得每台機器的RAM在最大RAM期望值以下。

另外,這個版塊下還可以手動設置模型生成的范圍,通過拉伸按鈕沿着XYZ坐標軸來設定:

一切設置完畢后,點擊提交生成產品按鈕: 

輸入模型名稱及詳細信息: 

選擇模型類型,第一行3D mesh就是三維模型了: 

選擇模型數據格式、設置紋理壓縮比和節點大小: 

這里我們生成OSGB格式。其他還有這些格式,前三種是最常用的格式: 

輸入生成模型的存儲路徑: 

保持Engine在打開狀態,提交生成,最后的三維模型就在處理中了。

處理完畢后,General版塊: 

打開模型數據的存儲目錄: 

Properties版塊里可以看到關於模型的所有處理詳細信息: 

(三)模型預覽

對於OSGB格式的數據,這里給出兩種預覽可視化的方法:

1) Smart3D中可以生成S3C數據,而這種格式的數據是可以通過Acute3D viewer打開瀏覽三維模型場景的,那么,如何將生成的OSGB數據創建一個S3C索引繼而在viewer里加載呢?大家可以看看下面鏈接中的帖子就會明了:

http://www.cnblogs.com/sunnyCXX/p/6042675.html

模型效果如下圖: 

2) 上述的方法耗時較長且步驟繁雜,接下來大家介紹一個直接的方法:將成果文件夾中的data文件夾打包為ZIP壓縮包: 

www.wish3d.com上傳: 

編輯完作品信息后,上傳成功的模型效果如下圖:

四、注意事項

在本次處理的過程中,有如下幾點需要重點強調:

1、照片采集時,建模物體的下方一定需要放置一個具有標識性的參考物,可以是報紙、書本等等。

2、對物體拍照時,一定需要保證60%及以上的重疊度,本次實驗為了速度只拍了一圈,大家可以試試上下拍兩圈,建模效果會增色不少。

3、空三處理階段:

最好是選擇默認定位,這樣出來的模型姿態是正常的,選擇照片自有的定位信息空三處理的話,會出現這樣的效果: 

 

是不是很多人在處理時都有出現這樣的情況?

4、空三處理和重建生成三維模型時確保Engine是工作狀態。

以上就是對於小物件(茶葉罐)從照片采集到生成處理模型的這一整個流程了,感興趣想試一試的朋友可以關注Wish3D微信公眾號回復4即可獲得本次的原始照片及成果文件,有疑問的朋友歡迎加入QQ交流群516635556討論交流。接下來,我會在下周同一時間(每周三下午)Wish3D微信公眾號即將推出Smart3D系列教程5之《案例實戰演練2——大區域的地形三維重建》,我們不見不散!

 

Wish3D已出品的Smart3D系列教程如下,在微信公眾號的歷史消息中可以查看,歡迎大家關注Wish3D

  • 《淺談無人機傾斜攝影建模的原理和方法》
  • 《為什么三維重建效果這么差?——探探那些被忽略的拍照要求和技巧》
  • 《論照片三維重建中Smart3D幾個工作模塊的功能意義》
  • 《案例實戰演練1——小物件的照片三維重建》


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